محاسبه دقیق محیط زمین با یک تکه چوب در ۲۴۰۰ سال پیش
به گزارش می هاست، در سال 240 قبل از میلاد بود که فردی یونانی به نام اراتوستن تنها با بهره گیری از یک چوب توانست تا محیط کره زمین را اندازه گیری نماید و جالب تر اینجاست که اندازه گیری او تنها حدود یک درصد با محیط حقیقی زمین اختلاف داشته است.
غزال زیاری: در قرن بیست و یکم و در روزگاری که گروهی به نام "تخت زمین باورها" از گوشه وکنار جهان ادعا می کنند که کره زمین صاف است، این نکته که از چند سال یا بهتر بگوییم چند قرن پیش، گرد بودن زمین اثبات شده بود، به شدت جلب توجه می کند. این فرضیه از دوران باستان مطرح بود و دانشمندان همیشه بر این نکته پافشاری می کردند که زمین گرد است. حتی حدود ۲۴۰ سال قبل از میلاد مسیح، اراتوستنِ ستاره شناس یونانی برای بار اول موفق شد تا محیط زمین را تنها با یک چوب و کمی دانش اندازه گیری نماید.
او که در سال ۲۷۶ قبل از میلاد مسیح متولد شد، علاوه بر ستاره شناسی، موسیقی دان، ریاضی دان، جغرافی دان و شاعر هم بود. اما بالاتر از هر چیز به خاطر محاسبه محیط زمین به شهرت رسید؛ عجیب اینجاست که محاسبه ای که وی در آن دوران و با حداقل امکانات انجام داد، تنها یک درصد با مقدار واقعی متفاوت است. اراتوستن گرچه عنوان ستاره شناس را یدک می کشد اما به جز این محاسبه، علاقه چندانی به ستاره شناسی نشان نداد. البته دانشمندان و بزرگان معاصرش با او مهربان نبودند و او را "بتا" به مفهوم "در همه چیز عالی، اما هیچ کدام بهترین نیست" می نامیدند.
جالب اینجاست که با دقت به نحوه کار او برای محاسبه محیط زمین میتوان متوجه شد که با یک چوب و سایه اش میتوان دربارهٔ زمین و جایگاهش در فضا چیزهای زیادی فهمید. حتی اگر ابزار دیگری نداشته باشید، همین چوب می تواند برای جهت یابی هم به کار برود.
محاسبه محیط زمین با ساده ترین ابزار ممکن
ر سال ۲۴۰ قبل از میلاد، اراتوستن و بسیاری از دانشمندان آن زمان می دانستند که زمین به صورت کره است. اما نکته مهم درباره ی او این بود که اراتوستن از وجود چاهی عمیق در شهر سین مصر، که امروز به نام اسوان می شناسیم خبر داشت.
ناسا درباره ی این مشاهده این گونه توضیح می دهد: «مردم برای دسترسی به آب، از پله های دایره ای وارد چاه می شدند. پله هایی که واقعا تاریک بودند؛ اما در یک روز خاص از سال (یعنی ۲۱ ژوئن)، نور خورشید در هنگام ظهر تا کف چاه می تابید. اراتوستن مشاهده کرد که در همان روز، سایهٔ خودش بسیار کوتاه است؛ یعنی سایه اش فقط روی پاهایش می افتد و روی زمین اطراف نمی افتد.»
بعد از آن اراتوستن به شهر اسکندریه رفت؛ در همان روز، نور خورشید در اسکندریه به کف چاه ها نمی رسید و سایه ها طولانی تر بودند. او سایهٔ بوجود آمده را با یک تکه چوب اندازه گیری نمود و متوجه شد که ۷ درجه و ۱۲ دقیقه با عمود اختلاف دارد؛ بدین معنا که خورشید در اسکندریه دقیقاً بالای سر نبود.
کارل ساگان ستاره شناس سرشناس آمریکایی در کتاب و سریال تلویزیونی کیهان در این رابطه توضیح داد: «خورشید آن قدر دور است که پرتوهایش وقتی به زمین می رسند، با هم موازی اند. چوب هایی که با زاویه های مختلف نسبت به پرتوهای خورشید قرار می گیرند، سایه هایی با طول متفاوت ایجاد می کنند. اختلاف ۷ درجه یعنی فاصله بین اسکندریه و سین باید حدود هفت درجه در امتداد سطح زمین باشد؛ یعنی اگر تصور کنید که [چوب ها] تا مرکز زمین امتداد داشته باشند، در آنجا با زاویه هفت درجه یکدیگر را قطع می کنند. هفت درجه چیزی شبیه به یک پنجاهم ۳۶۰ درجه، یعنی محیط کامل زمین است.»
بدین ترتیب اراتوستن حالا زاویه را داشت، اما برای محاسبه محیط زمین، به فاصله دقیق میان دو شهر نیاز بود. در آن دوران، فاصله بین شهرها معمولا بر طبق زمان سفر با شتر اندازه گیری می شد که اساسا چندان دقیق نبود؛ چونکه شترها مسیر مستقیم را نمی رفتند.
از همین رو اراتوستن گروهی از بِماتیس ها (متخصصان گام سنجی که با قدم های بطورکامل یکنواخت حرکت می کردند) را استخدام کرد. آنها فاصله بین دو شهر را حدود ۵ هزار استادیا محاسبه کردند؛ استادیا یکای اندازه گیری طول در دوران باستان بود که بر طبق نوشته های هرودت، هر یک استادیا برابر با ۶۰۰ پا یا حدود ۱۵۷٫۵ متر بود.
دقتی حیرت انگیز
کتر آلفردو کارپینتی دراین باره توضیح داد: «اراتوستن، زاویه دو شهر را یک پنجاهم محیط زمین به دست آورد. ازاین رو موفق شد تا محیط زمین را با این فرمول محاسبه کند: ۵۰ × ۵ هزار استادیا = ۲۵۰ هزار استادیا. این اندازه تنها حدود ۱٫۴ درصد با مقدار واقعی محیط زمین با اندازه گیری های فعلی فرق دارد.»
اما دراین بین چند نکته حیاتی را هم باید مدنظر قرار داشت: اول این که ما طول دقیق یک استادیا، واحد اندازه گیری مورد استفاده اراتوستن را نمی دانیم؛ اما بسته به اندازه استادیا، محیط زمین طبق محاسبه او بین حدود ۳۸۶۲۴ کیلومتر تا ۴۶۶۷۱ کیلومتر است. حالا و بر طبق اندازه گیری های دقیق و مدرن می دانیم که محیط زمین در خط استوا حدود ۴۰۰۷۵ کیلومتر و از قطب تا قطب کمی کوچک تر است.
اراتوستن درعین حال چند فرض ناصحیح هم مطرح کرده بود؛ ازجمله این که دو شهر روی یک نصف النهار قرار دارند، درحالی که این طور نیست؛ فرض بعدی او این بود که سین دقیقاً زیر مدار رأس السرطان قرار دارد، که باوجود نزدیکی این طور نیست. بعلاوه ما سابقه ای از روش دقیقی که او برای محاسبه محیط زمین استفاده کرد، نداریم و باید به روش ساده شده ای که توسط کلئومدس، ستاره شناس یونانی در قرن اول میلادی گزارش شده تکیه نماییم.
اما به هر ترتیب، روش اراتوستن برای محاسبه محیط زمین درست بود و این برای مردی در دوران باستان که فقط یک چوب، چند قدم سنج حرفه ای و کمی نبوغ داشت به طرز شگفت آوری ستودنی است.
منبع: iflscience
منبع: mihost.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب